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Poly butylene terephthalate(PBT 폴리부틸렌테레프탈레이트)
Poly butylene terephthalate(PBT)
CAS No. : 26062-94-2
별명 : PTMT
성상 : 성상을 보면 연화점 225℃, HDT 65℃(18.6kg/㎠), 인장강도 570kg/㎠, 굴곡강도 830kg/㎠이지만 유리섬유 30%로 보강한 PBT수지는 인장강도 1300kg/㎠, 굴곡강도 1900kg/㎠, 열변형온도 200~215℃로써 매우 좋은 기계적 강도 및 내열성을 나타내는 우수한 수지다.
용도 : 미국에서 PBT 수요는 세계 수요의 대부분을 점유하고 있고 자동차 분야가 주류다. 자동차 분야에서는 점화코일(보빈, 캡), Distributor(캡, 하우징), 와이퍼암, 스위치(점화스위치, 라이트, 파워윈도 스위치, 히터 스위치), 헤드라이트 틀, 모터부품(엔드캡, 틀), 배기, 안전관계 부품, 밸브, 기어 등에 사용된다. 전기·전자 분야에서는 스위치, 모터부품(엔드캡, 틀), 스테레오 부품, 커넥터, 플러그, 코일보빈, 소켓, 텔레비젼 부품 등에 사용된다. 기타 용도로는 펌프(틀), 카메라부품, 시계 부품, 산업기기, 업무기기, 기어, 베어링, 수도 부품 등이 있다.
원료 : 디메틸테레프탈레이트(DMT) 또는 테레프탈산(TPA), 1,4-부탄디올
제법 : PBT 중합법에는 테레프탈산디메틸과 1,4-부탄디올을 출발원료로 하는 테레프탈산디메틸법과 테레프탈산과 1,4-부탄디올을 출발원료로 하는 직접 중합법이 있다. 제 1단계로 테레프탈산디메틸과 1,4-부탄디올의 에스테르 교환, 또는 테레프탈산과 1,4-부탄디올의 에스테르화에 의해 비스히드록시부틸테레프탈레이트(BHT)를 제조하고 제 2단계에서 BHT의 감압축중합에 의해 고분자량의 폴리머가 얻어진다. 중합에 의해서 얻어진 폴리부티렌테레프탈레이트에 유리섬유를 혼합해서 유리섬유강화형으로 만들기도 하고 혹은 난연제를 첨가해서 고급의 자기소화성 형을 만들어 PBT의 특성이 일층 더해진다. 다음은 각종 중합법이다. (1) DMT법 ①에스테르교환 DMT+2BG→BHT+2CH3OH ②중합 BHT→PBT+BG ③부반응 BG+THF(테트라히드로푸란)+H2O. ①의 에스테르 교환은 보통 상압하에서 150~200℃, 30~120분간의 반응으로 행해진다. ②의 중합은 보통 압력 1mmHg 이하, 250~270℃, 2~4시간에서 행한다. 과잉의 1,4-부탄디올(또는 THF)이 유출되어 PBT가 얻어진다. DMT법에서 중합성능을 좌우하는 최대의 인자는 1,4-부탄디올/테레프탈산디메틸의 몰비다. 이 몰비의 선택에 따라 에스테르 교환 속도 및 ③의 부반응에 영항을 준다. 중합성능을 저하시키지 않고 몰비를 적게 하면서 에스테르 교환속도를 크게 하는 것이 중합기술의 포인트인데, 이것에 대해서는 여러 방법이 제안돼 있다. 에스테르 교환속도 및 중합속도는 당연히 촉매의 사용에 의해 크게 촉진되지만, 부산물의 생성을 억제하는 것이 중요한데 주로 이에 대해서는 티타늄 화합물이 연구됐다. (2) 직접중합법(TPA+2BG→BHT+H2O) 에스테르화는 통상 압력하에서 150~230℃, 60~120분간의 반응으로 행해진다. DMT법과 같이 반응속도는 1,4부탄디올/테레프탈산의 몰비에 따른다. 촉매도, 중합법도 DMT법과 같다. (3) 고상중합법 통상의 용융중합법에서는 중합의 진행에 따라서 점도가 커지고 용융체류가 생기면서 중합도 저하가 문제가 되어 고중합도의 폴리머를 얻는 데는 한계가 있다. 그래서 고상중합에 의해 고중합도의 PBT를 얻는다.
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